Autor Tópico: Otimização Router Daniel  (Lida 2897 vezes)

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Offline danidillen

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Otimização Router Daniel
« Online: 21 de Setembro de 2015, 17:48 »
Há uns 5 anos atrás construí este equipamento com muita ajuda do fórum. Funciona muito bem , porém gostaria de melhorar a rigidez e melhorar a velocidade da máquina. Abaixo segue configuração da máquina.

Eletrônica
Interface da Photon
Drivers da Akyama AKDMP5-5A
Motor AK85H/3.75-1.8 (52kgf.cm)
Placa alimentada por Corrente Alternada 18VAC 1 transformador de 8A para os 3 drivers

Software de controle
EMC

Mecânica
Fuso de esfera de diâmetro de 20 mm e passo 5mm
Cursos
Eixo X - 1000mm
Eixo Y - 500 mm
Eixo z- 200mm

Guias Lineares de 20mm
Pórtico Chapa de alumínio Naval de 1/2"
Mesa Perfis de alumínio de 100 X 30 mm

Spindle
Tecmaf
18000 RPM
0,9KW de potência
Refrigerado a água

Hoje em velocidade de avanço consigo velocidade de 3.000 mm/min , sendo conservador para não perder passo, porém a rígidez deixa a desejar, principalmente no eixo X quando faço usinagem tipo "raster" em modelos 3D. Normalmente usino Renshape.

Objetivos
-Aumentar rigidez de todo equipamento
-Aumentar velocidade de avanço para 5.000 mm/min
-Melhorar a mesa deixando mais próxima de uma mesa de uma fresadora maior
-Colocar carenagem devido ao pó excessivo

Como proceder
-Pensei em fazer as laterais do pórtico em alumínio fundido e aumentar a distância dos patins, aumentar as espessura para 25 mm
-No eixo X fazer a castanha rotativa devido ao comprimento do fuso o curso é 1000 mm mas ele tem 1250 mm de comprimento
-Transformar as transmissões diretas em transmissão com uma pequena redução utilizando polias dentadas
-Trocar o Trafo de 18VCA para um de 50VCA uma vez que os drivers aceita até 60VCA
-Trocar a placa interface da Photon por uma da NEVEX (já tenho) para poder ligar a máquina com cabo USB
-Utilizar o MACH3 no lugar do EMC ( já comprei a licença, mas nunca usei)
-Estou disposto a reduzir o curso do eixo X para poder fazer as laterais do pórtico mais largas, aumento consideravelmente as distancias dos patins.

Achei interessante criar este tópico para ver o quanto dá para melhorar uma router principalmente no que diz respeito as transmissões por polia dentada, acredito melhorar muito o rendimento do equipamento apenas com isso.

Estou aberto a sugestões.


Offline danidillen

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #1 Online: 22 de Setembro de 2015, 09:22 »
Não consegui editar minha mensagem.

 Errata, quero deixar o EIXO Y com a castanha rotativa e não o eixo X. Ainda tenho dúvidas se o custo vale a pena. Talvez eu diminuía o comprimento total dele para 1000 mm e apenas mude a transmissão direta para uma redução para polia dentada. Eu tenho 3 jogos de polias dentadas da DINA polia pequena 20 dentes e polia grande 28 dentes. Gostaria de usa-las , porém a redução me dará um numero quebrado.

POLIA MOTOR            20 dentes
POLIA FUSO               28 dentes
PASSO FUSO              5 mm
DRIVER meio passo    400 passo por volta

Cálculo : 5mm/400 = 0,0125 por passo se fosse direto , como terei uma redução 20/28= 0,7142857143
0,0125mm X 0,7142857143= 0,0089285714 mm por passo

Isso não é nada bom.

Como os motores são de 52kgf.cm , até pensei em fazer o inverso, colocar a polia grande no motor e a pequena no fuso. Pois o motor trabalharia numa faixa onde ele teria mais torque  e ai teria uma resolução de 0,0175 por passo.

Estou muito na dúvida do que fazer. Alguém poderia me dar uma luz? Alguém já fez este tipo de mudança e obteve melhores resultados da máquina?

Offline F.Gilii

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #2 Online: 22 de Setembro de 2015, 10:59 »
Se posso sugerir, porque não usa uma redução de 1.25:1? assim aproveita o fuso de passo 5mm e fica com resolução cheia de 0.01mm por passo, pois aparentemente o comando "enxergaria" um fuso de passo 4...

Offline danidillen

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #3 Online: 22 de Setembro de 2015, 11:31 »
Citar
Se posso sugerir, porque não usa uma redução de 1.25:1? assim aproveita o fuso de passo 5mm e fica com resolução cheia de 0.01mm por passo, pois aparentemente o comando "enxergaria" um fuso de passo 4...

Olá Fábio!

No caso compraria apenas uma polia sincronizada de 25 , e utilizaria a de 20 dentes que já possuo, ou uso a de 28 que tenho e compro uma de 35 mm.
 Mas sinceramente, acredita que consiga melhorar a velocidade com estas alterações que pretendo fazer?

O que você acha a respeito da castanha giratória? Acha que vale o custo? O comprimento total do eixo Y é de 1250 mm . Poderia diminuir sem interferir nos meus trabalhos. Poderia deixa-lo com 1000mm.

Offline F.Gilii

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #4 Online: 22 de Setembro de 2015, 12:05 »
Berm, uma redução é como o nome já diz - reduz algo, e neste caso, a velocidade inclusive...

O problema é que o passo é curto - 5mm - e se está se deslocando a uma velocidade de 3000mm/min, significa que o motor está rodando a 600 rpm, o que é alto para um motor de passo...

Se colocar uma redução, provavelmente poderá trabalhar nas mesmas velocidades atuais, pois mesmo com uma redução há um pequeno ganho com relação à inércia, mas é algo irrisório, pois a redução seria em torno de 1.25:1...

Para aumentar a velocidade ou troca de fuso por um de passo longo ou troca de tipo de acionamento - cremalheira por exemplo.

O uso de porca rotativa tem lá suas vantagens e desvantagens...

- a inércia é relativamente pequena - o que possibilita acelerações maiores que se acionando um fuso de dimensões grandes
- as velocidades de deslocamento são razoáveis, pois o risco de ressonância do fuso é muito menor (mas há limites é claro)

- é um pouco mais complicado de montar um conjunto de porca rotativa, pois precisa de certas usinagens bem feitas para que tudo fique bem centrado e balanceado
- o acionamento ocupa algum espaço, pois precisa ter um meio do motor acionar a porca - e normalmente se faz com polias e correias dentadas, só que por causa das dimensões da porca o custo de materiais/usinagens (supondo que não tenha meios próprios de criar as soluções em casa) é relativamente alto...

Eu experimentaria uma pequena redução entre motor e fuso, e veja o que acontece...

Na minha máquina - que é bem pequena em relação à sua - tenho velocidades de até 7.000 mm/min todos os fusos são de passo 5mm )diâmetro 20) e a aceleração é muito alta - a máquina chega a arrastar a mesa nas frenagens e acelerações - e isso com motores de passo de apenas 11 kgf/cm...

Offline danidillen

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #5 Online: 22 de Setembro de 2015, 16:59 »
E se invés de reduzir a transmissão eu ampliar Fábio? Estes drivers tem como configurar micro passo, iria diminuir a rotação dos motores trabalhando numa faixa de maior torque, o que acha? Poderia usar a polia com 28 dentes no motor e a de 20 no fuso , posso configurar o driver para MICROPASSO 5

E quanto a trocar a alimentação de 18VCA para 50VCA, acha que conseguiria uma mudança significativa?

Offline F.Gilii

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #6 Online: 22 de Setembro de 2015, 17:06 »
Creio que multiplicar a relação não é nada bom, mas se antes voce estava alimentando os motores com 18V e tem a possibilidade de alimentar com 50 (se os drives permitirem é claro) verá que existe felicidade muito além do que os olhos viam...

Meus drives são alimentados com 100Vdc, então tenho um desempenho ótimo com meus mirrados motores de 11 kgfxcm...

experimente mesmo com a redução de 1.25:1... vale a pena

Offline danidillen

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #7 Online: 22 de Setembro de 2015, 17:26 »
Fábio, os drivers aceitam até 60VCA, posso comprar um trafo de até 60VCA. Hoje uso um de 18VCA 8A para os 3 drivers, se comprar um de 60VCA, posso diminuir a corrente do trafo? Os drivers são para até 5A .

Offline F.Gilii

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #8 Online: 22 de Setembro de 2015, 17:52 »
Creio que o melhor é deixar uma margem de folga - 50 Vdc está de bom tamanho...

Offline danidillen

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #9 Online: 22 de Setembro de 2015, 21:33 »
E quanto a corrente? Supondo que configure os drives com a corrente máxima aceita, 5A e configure com meio passo. Qual seria a corrente ideal para o Trafo em 50VCA para ligar os 3 drives juntos?

Tentei mandar mensagem por um app Taptalk, porém não consegui, alguém usa este app? Eu entrei no Fórum por ele e no tópico escrevi a mensagem onde dizia mensagem rápida. Apareceu que havia enviado com sucesso. Mas não apareceu aqui.

Offline F.Gilii

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #10 Online: 23 de Setembro de 2015, 10:47 »
Creio que algo em torno de 80% da soma das correntes de todos os motores estará de bom tamanho

Offline havell

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #11 Online: 23 de Setembro de 2015, 19:35 »
Rapaz, uma coisa que aumentou de forma MUITO bruta o desempenho da minha máquina foi uma alteração na corrente do drive, meus motores são de 9.9kg, e minha eletrônica é a cnc3ax, sempre ouvi dizerem para configurar a eletrônica "conforme o recomendado" com 20mv no trimpot para 2A, 30mv para 3A.. e assim por diante, meu motor é de 2A, consequentemente eu tinha a placa regulada em 20mV e nunca tive um rendimento bom e sempre tive perdas de passo, até que por conta própria resolvi futucar a placa... coloquei o amperímetro no fio e fui aumentando a tensão no potenciômetro até ela estabilizar, para a minha surpresa ela estabilizou em 54mV, (imaginei que como o potenciômetro é um regulador de potencia, quando ele estabiliza é por que está na potencia Máxima visto que o motor parado está em seu pico de torque), o ganho foi em mais de 3x na velocidade e em torque foi outro ganho absurdo, e eu uso apenas 24V na minha placa e penso em reduzir para 12 quando possivel for, pelo menos para teste( por que se o rendimento for o mesmo eu poderei usar atx de 10 reais no lugar da fonte chaveada kkkk), se você tiver como testar essas possibilidades na sua placa sem danificar nada... não custa nada nadinha  ;)

outra coisa que nunca entendi bem é por que as pessoas usam em máquinas pequenas motores tão grandes,certa vez peguei os datasheets dos motores de 10,15,30,50, e 100kg da akiyama, e fiz uma relação das velocidades com o torque dos motores, cheguei a conclusão que para a velocidade que usualmente usamos em nossas routers o de 15 e o de 10 são os melhores a serem usados respectivamente, e que com motores grandes a unica diferença é que se tem menos resolução, por que para ter a mesma facha de velocidade os menores precisam de uma redução maior para ter mais toque, e os maiores precisam de mais velocidade e consequentemente perdem todo o torque em uma velocidade bem menor que os pequenos...  ;)

Abraço



AINDA EM TEMPO


um efeito "contra" foi o aquecimento dos motores,que esquentam pra caceta!!! resolvi colocando dissipadores de alumínio kkkkk
« Última modificação: 23 de Setembro de 2015, 19:42 por havell »

Offline F.Gilii

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #12 Online: 24 de Setembro de 2015, 10:14 »
Cuidado - o que queima motor é corrente e não tensão (em se falando de um drive com PWM)...

Aumentar a corrente pode ser prejudicial - é claro, poderia monitorar a temperatura da carcaça dos motores - motores de passo podem trabalhar quentes, e as temperaturas podem chegar a 50 ou 60 ºC "acima da temperatura ambiente", mas cuidado...

Offline havell

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #13 Online: 24 de Setembro de 2015, 23:19 »
Cuidado - o que queima motor é corrente e não tensão (em se falando de um drive com PWM)...

Aumentar a corrente pode ser prejudicial - é claro, poderia monitorar a temperatura da carcaça dos motores - motores de passo podem trabalhar quentes, e as temperaturas podem chegar a 50 ou 60 ºC "acima da temperatura ambiente", mas cuidado...
Fábio,no inicio eu coloquei pra cada motor um dissipador e um cooler, mas depois fiz outra máquina e tirei os dissipadores e os coolers, coloquei um dissipador apenas no eixo Z que é o que fica mais tempo parado, os que ficam em movimento não chegam a esquentar TAAAANTO assim, a minha maquina chegou a trabalhar mais de 10h por dia durante alguns meses, mas cada caso é um caso, como eu disse, "se você tiver como testar essas possibilidades na sua placa sem danificar nada..."  :D

Offline danidillen

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Re:Otimização Router Daniel
« Resposta #14 Online: 25 de Setembro de 2015, 08:21 »
Primeira alteração que vou fazer é aumentar a tensão nos drives, segundo manual posso liga-los com até 60VCA, porém por prudência vou alimentar com 50VCA . A corrente estou configurando eles com 5A que é a corrente nominal que tem no datasheet dos motores.

Fábio, hoje uso um TRAFO de 8A para os 3 drives , e os drives estão configurados em 5A . Os motores ficam apenas mornos , talvez 50ºC o TRAFO a mesma coisa. Pelos 80% da soma das correntes teria que comprar um TRAFO de 12A , mas ai pergunto, a corrente do TRAFO que uso hoje estaria subdimensionada, porque ele não esquenta?

 

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